静电场场图绘图基本法则

静电场场图绘图(huìtú)规则电子(diànzǐ)工程系第一页，共20页。内容(nèiróng)与重点内容：静电场场图,规则重点：如何根据静电场的物理性质绘制场图静电场示意图：场图的作用：帮助正确了解(liǎojiě)场图的特点，分析场的分布规律画场图的要点：正确反映场的物理特性（如电力线与等位线垂直第二页，共20页。使用平面(píngmiàn)场图正确描述场的空间关系比较(bǐjiào)：点电荷与线电荷的场图点电荷?线电荷第三页，共20页。绘制静电场示意场图的基本(jīběn)法则在场图中，用带箭头的实线表示电力线，用虚线表示等位线1.由于，电荷是电场的通量源，电力线应是由正电荷发出，而在负电荷上终止。2.对于无界区域的场图，电场弥漫在全部空间(kōngjiān)，电力线也要伸展到无限远处。第四页，共20页。基本(jīběn)法则33.对于(duìyú)有界区域的场图，区域边界上面电荷作用，区域内的正电荷发出的电力线有可能终止在边界上有负面电荷处，负电荷吸收的电力线亦有可能来自边界上的正电荷处。区域内没有电荷，区域内的电力线应是从边界上正面电荷处发出，终止在边界上负面电荷处。电力线的起止点必须是有电荷的地方，在没有电荷的区域中，电力线必须连续，不能中断。第五页，共20页。基本(jīběn)法则44.静电场是无旋场，不能在静电场图中出现(chūxiàn)首尾相衔接的闭合形电力线。第六页，共20页。基本(jīběn)法则55.梯度的性质，在任何(rènhé)地方电场强度的方向都与等位面垂直，且指向电位下降的方向。在场图中,电力线族与等位线族应构成正交曲线网格，而且电力线的方向应指向电位下降的方向。第七页，共20页。基本(jīběn)法则66.用于图解法的场图，按照(ànzhào)比例关系来画，场图中相邻的等位线之间的电位差都相等，电力线的密度与电场强度成正比。第八页，共20页。基本(jīběn)法则77.在一些理想化静电系统中，可能有电位的突变点出现。一个二维角域的示意场图，角域的两边分别是电位为V1和V2的等位面，两面(liǎngmiàn)在O点处是绝缘的。角域中的电位是按角度线性划分的，等位线是角域的等分线。第九页，共20页。基本(jīběn)法则7θ=θ1和θ=θ2两个圆锥面间的区域在过θ=0的平面(píngmiàn)上的场图。两锥面的电位分别为V1和V2，它们在O处是绝缘的。锥面间域的电位是依锥角非线性分布的，场图中的等位线不是夹角的等分线。第十页，共20页。基本(jīběn)法则88.电力线要垂直(chuízhí)于等位面，如果一个区域的边界是等位面，则区域中的电力线就应与边界面垂直(chuízhí)，反映在场图上就是电力线与边界面和绘图面相交的边界线垂直(chuízhí)。第十一页，共20页。基本(jīběn)法则99.等位(děnɡwèi)体，如理想导体，它们内部的电位与表面的电位相等且等于零，而电场强度为零，它们的内部是没有电力线和等位(děnɡwèi)线的，不能把等位(děnɡwèi)线和电力线画到等位(děnɡwèi)体内的，在等位(děnɡwèi)体外部电力线应与等位(děnɡwèi)体表面相垂直。第十二页，共20页。基本(jīběn)法则1010.一个载流的具有(jùyǒu)有限电导率的导体放置在不导电介质中，导体内的电位在导体与介质交界面处应满足边界条件，即等位面与交界面垂直。第十三页，共20页。基本(jīběn)法则1111.几种不同电导率的导体连接在一起(yīqǐ)，通有恒定电流，由于，则在电导率小的导体中，电场强度较强；在电导率大的导体中，电场强度较弱。场图中，在电导率小的导体中，电力线和等位线密些；在电导率大的导体中，电力线和等位线疏些；理想导体中就没有电力线和等位线。电流线应是连续的。串联电路。第十四页，共20页。基本(jīběn)法则1212.如果把不同电导率的导体连接在一起，而所加的电压恒定，在各导体内的电力线和等位线分布情况(qíngkuàng)是一致的，电流线分布是不一致的，电导率大的导体内，电流线密些；电导率小的导体内，电流线疏些。并联电路。第十五页，共20页。基本(jīběn)法则1313.静电位的极值定理(dìnglǐ)，拉普拉斯方程的区域不会有电位的极值点出现(只能出现在边界上)。也无闭合的等位面，及与边界上极值点相连的等位面。第十六页，共20页。基本(jīběn)法则1414.如果区域中有电荷(diànhè)分布，电荷(diànhè)周围有闭合的等位面，场图中有闭合的等位线。第十七页，共20页。基本(jīběn)法则1515.非等电位区域中，电场(diànchǎng)强度为零的点是电场(diànchǎng)的鞍点。在鞍点处，由于电场(diànchǎng)强度为零，电力线的方向是不确定的，因此，在电场(diànchǎng)鞍点的邻域里可以有电场(diànchǎng)方向的突变。如图4-60中的O点。A、B、C、D都不是电位的极值点。第十八页，共